超級鐵素體不銹鋼產生于20世紀70~80年代,當時工業發展急需能適應各種水質條件的換熱器材料,尤其是以海水為冷卻介質的電廠表面冷凝器。為此,許多國家開發了高鉻鉬的超級鐵素體不銹鋼,即鉻:>25%、鉬:>2%,其耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能遠優于常規鐵素體不(bu)銹鋼,相當于超級(ji)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼,其耐點蝕指數PREN(wc+3.3wmo)≥35,最高可達40以上。表9.31為已商業化的超級鐵素體不銹鋼的化學成分。

超(chao)級鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼按碳(tan)(tan)、氮含量的不(bu)(bu)(bu)同(tong),可(ke)區分(fen)為高(gao)純(chun)和一(yi)般(ban)純(chun)度(du)(du)兩類(lei)。前者(zhe)碳(tan)(tan):≤0.01%、氮:≤0.015%、碳(tan)(tan)+氮:≤0.01%;后(hou)者(zhe)采(cai)用(yong)加入Ti、Nb穩(wen)定(ding)化(hua)措施以(yi)防止(zhi)敏(min)化(hua)后(hou)耐(nai)蝕(shi)性降低(di)。高(gao)純(chun)超(chao)級鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼性能好,但生產成本偏高(gao),除在特殊(shu)情況(kuang)下(xia)一(yi)般(ban)不(bu)(bu)(bu)被采(cai)用(yong);一(yi)般(ban)純(chun)度(du)(du)并加人穩(wen)定(ding)化(hua)元素(su)一(yi)類(lei),可(ke)采(cai)用(yong)通用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹鋼裝備(bei)進行(xing)生產,其性能亦可(ke)達到(dao)高(gao)純(chun)度(du)(du)類(lei)的水平,因此采(cai)用(yong)較多。GB/T 4237-2015和GB/T 3080-2015納入了4個超(chao)級鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(見表(biao)9.6)。



由于電力行業使用鐵素體不銹鋼制作熱交換器和冷凝器用不銹鋼焊(han)管日益增多,以替代銅材、鈦合金,我國制定了GB/T 30066-2013《熱交換器和冷凝器用鐵素體不銹鋼焊接鋼管》,共列入了23個牌號,其中低鉻類5個、中鉻類6個、高鉻類4個,其余8個為超級鐵素體不銹鋼,超級鐵素體不銹鋼用于氯離子濃度高的海水等介質。外徑不大于60mm、壁厚不大于2.7mm時,鋼管應以冷軋鋼帶為原料,采用不添加填充金屬的自動焊接方法制造。
GB/T 30066-2013中列人的8個超級鐵素體不銹鋼牌號為008Cr27Mo、022Cr27Ni2Mo4NbTi、022Cr29Mo4NbTi、008Cr30Mo2、019Cr25Mo4Ni4NbTi、008Cr29Mo4、008Cr29Mo4Ni2、012Cr28Ni4Mo2Nb。前面4個牌號亦列入了GB/T 3280-2015,其化學成分見表9.6,但略有差異,主要是對S、P、的要求更為嚴格。其余的4個牌號:019Cr25Mo4Ni4NbTi即瑞典的25Cr-4Mo(Monit)鋼,008Cr29Mo4 即美國的29Cr-4Mo(S44700)鋼,008Cr29Mo4Ni2 即美國的AL29-4-2(S44800)鋼,012Cr28Ni4Mo2Nb即德國的X1CrNiMoNb28-4-2鋼,這些鋼的化學成分見表9.31。
Cr、Mo復合(he)合(he)金化是超(chao)級鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)合(he)金化特(te)點(dian),Strecher于1974年公布的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量與鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)、耐(nai)縫隙腐蝕(shi)(shi)、耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)之間的(de)(de)(de)(de)關系曲線(xian),是超(chao)級鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)基礎。為(wei)了能(neng)滿足所規定的(de)(de)(de)(de)3種(zhong)腐蝕(shi)(shi)條件,鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量需恰當配比,當wc在25%~32%范(fan)(fan)圍內,隨Cr含量的(de)(de)(de)(de)提高(gao),為(wei)滿足對(dui)耐(nai)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)要求,所需加(jia)入的(de)(de)(de)(de)Mo含量隨之下降。此外,還應(ying)考慮(lv)Cr、Mo對(dui)脆(cui)性和韌(ren)脆(cui)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)影響,過高(gao)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量將加(jia)劇脆(cui)性相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出和升高(gao)韌(ren)脆(cui)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)。因(yin)此,超(chao)級鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cr、Mo均限制在一定范(fan)(fan)圍之內,形成(cheng)了25Cr-4Mo、27Cr-4Mo、28Cr-2Mo、29Cr-4Mo、30Cr-2Mo等類型的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)。
這類(lei)鋼鉻、鉬(mu)含量高,在600~950℃加熱(re)和停留,極易析出(chu)σ、X、Laves等相,嚴重惡化鋼的性(xing)能。因此,在高溫加熱(re)進行熱(re)處理時,保(bao)溫后需(xu)急(ji)冷,焊后也要求快速(su)冷卻(que)。
鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的韌脆(cui)轉變溫度過高是影(ying)響其應(ying)用(yong)的一(yi)個(ge)重要因素,可以通過控制(zhi)C、N含量,熱處理時采用(yong)快速冷卻和減(jian)小截面尺寸予以解決。

